CN102046224A - 优化的单采血液成分术抽取和回输的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于采集和交换血液成分的血液处理装置(10)包括用于从对象抽取全血并将不用的血液成分输回对象的静脉接入装置，将抽取的全血分离成第一血液成分和第二血液成分的血液成分分离装置(11)。所述分离装置还可将所述第二血液成分送至第二血液贮存容器(20)。所述系统利用连接所述静脉接入装置(24)和所述血液成分分离装置的回输管路将所述第一血液成分输回对象。所述系统具有位于所述回输管路管路上的第一压力传感器(MI)和第二压力传感器(M2)，所述第一压力传感器位于所述血液成分分离装置与所述静脉接入装置之间，而所述第二压力传感器位于所述第一压力传感器与所述静脉接入装置之间的回输管路上。连接至所述回输管路的泵根据测得的压力控制回输流速。

Description

优化的单采血液成分术抽取和回输的系统和方法
优先权
此专利申请要求以下美国专利申请的优先权：
2008年4月14日提交的美国专利申请号12/102,427，题为“Systemand Method for Optimized Apheresis Draw and Return(优化的单采血液成分术抽取和回输的系统和方法)”，分配的代理人案号为1611/A52，本申请的公开内容以其全文通过引用将并入本文。
技术领域
本发明涉及用于血液单采血液成分术的系统和方法，尤其涉及优化的单采血液成分术抽取和回输的系统和方法。
背景技术
单采血液成分术(Apheresis)是能够从对象抽出的全血中分离和采集单个血液成分的程序。通常，全血经由插入对象手臂的针抽出并转移到细胞分离器如离心转筒中。一旦将全血分离成它的各种成分(例如血浆、红血细胞和血小板)，就可从离心转筒采集一种或多种成分。剩余的成分可与补偿流体一起输回对象，以补偿除去成分的量。
在执行单采血液成分程序时，技术人员必须权衡程序时间和患者的安全。具体而言，技术人员必须尽可能快地执行程序，以使程序时间最短，并将对象的相关不适最小化，但必须至始至终都要考虑对象的安全性。关注安全性的一个此类问题是从对象抽取全血以及将剩余血液成分输回对象时的压力。剩余成分和可能的补偿流体输回对象时的压力对对象的安全性来说至关重要。如果回输期间的压力过高，或者抽取过程中的压力过低，对象都面临着静脉损伤的危险。
为了控制从对象抽取的血液以及输回对象的成分的压力，当前的系统都致力于测量静脉压。但是，当前的系统通常测量与接入点相隔一定距离的管路内的压力。此距离造成测量误差，从而导致当前的系统不能精确测量静脉压。可以想到，这些误差增加了患者的危险性，或者可能迫使技术人员以非最佳水平操作单采血液成分系统。虽然尽量靠近静脉穿刺点进行测量，但当前的系统都未将测量点与针尖之间出现的压力损失计算在内。
发明内容
本发明的实施例精确确定供体静脉压，且不需要置于静脉内的传感器。某些实施例中，可在将针尖与单采血液成分装置流体连接的一个或多个管路内的两点处测量压力。这两个测量点(P1和P2)可与供体静脉内的针尖间隔一定距离定位。这些测量点可界定具有已知流阻R1和R2的两部分管路。可将R定义为两个压力测量点之间的压力变化除以流速，并可用mmHg/ml/min来表示。这两个部分可包括针尖与第一测量点之间的管路的部分以及第一和第二测量点之间的部分。可将静脉压确定为管路部分内的测得压力和阻力的函数(例如，Pv＝f(P1、P2，R1、R2))，与流体特征和流速无关。另外，某些实施例中，Pv、P1和P2可以是时间或者时间处理量(volume processed overtime)的函数。
根据本发明的实施例，用于采集和交换血液成分的血液处理装置包括静脉接入装置和血液成分分离装置，该静脉接入装置用于从对象抽取全血并将不用的/未采集的血液成分和可能的补偿流体输回对象。血液成分分离装置(例如离心转筒)将抽取的全血分离成第一血液成分和第二血液成分。血液成分分离装置还可将第二血液成分送至第二血液贮存容器。
血液处理装置还可具有流体连接静脉接入装置和血液成分分离装置的回输管路。系统可利用回输管路将第一血液成分输回对象。系统还可具有位于回输管路上的第一和第二压力传感器。第一压力传感器可位于血液成分分离装置和静脉接入装置之间，并可确定回输管路内的第一压力。第二压力传感器可位于第一压力传感器和静脉接入装置之间，并可确定回输管路内的第二压力。连接至回输管路的泵可基于利用第一压力和第二压力确定的对象接入压力来控制回输管路内的回输流速。可实时确定对象接入压力。
根据其它实施例，系统还可具有用于在靠近静脉接入装置处将抗凝血剂引入抽出的血液的抗凝血剂管路。另外，该系统可包括位于血液成分分离装置与静脉接入装置之间的回输管路上的阀门。该阀门可停止回输管路内的流动。该系统还可具有联锁装置，该联锁装置在系统将第一血液成分输回对象时停止从对象抽取全血。
其它实施例中，对象接入压力也可基于回输管路的第一部分的至少一个特征以及回输管路的第二部分的至少一个特征。第一部分可位于第一和第二压力传感器之间。第二部分可位于第二压力传感器和静脉接入装置之间。回输管路的第一和第二部分的特征可包括但不限于长度、内径、流阻和构造材料。该系统还可基于回输管路的第一和第二部分内的流阻来控制回输流速。流阻可基于上述管路特征来计算。
根据本发明另外的实施例，血液成分分离装置还可将抽取的血液分离成除第一血液成分和第二血液成分以外的第三血液成分。第一血液成分可以是红血细胞，第二血液成分可以是血小板，而第三血液成分可以是血浆。
根据本发明的其它实施例，一种利用血液处理设备采集和交换血液成分的方法包括将静脉接入装置插入对象，并从对象抽取全血。该静脉接入装置可流体连接至采集抽取的血液的血液分离装置。然后，该方法用血液成分分离装置将抽取的血液分离成第一血液成分和第二血液成分，并从血液成分分离装置中提取第二血液成分。该系统或方法可经由回输管路将剩余成分(例如第一血液成分)输回对象。
某些实施例中，方法可利用第一压力传感器测量回输管路内的第一压力，并利用第二压力传感器测量回输管路内的第二压力。第一和第二压力传感器可位于回输管路上。例如，可将第一压力传感器定位在静脉接入装置与血液成分分离装置之间的回输管路上，并可将第二压力传感器定位在静脉接入装置与第一压力传感器之间的回输管路上。然后，该方法基于利用第一压力和第二压力确定的对象接入压力来控制回输流体管路内的回输流速。
根据其它实施例，还可利用回输管路的第一部分的至少一个特征和回输管路的第二部分的至少一个特征来确定对象接入压力。第一部分位于第一与第二压力传感器之间，而第二部分位于第二压力传感器与静脉接入装置之间。管路部分的特征可包括长度、内径和构造材料。还可基于回输管路的第一和/或第二部分内的第一流阻来控制流速。流阻可基于回输管路的响应部分的特征来计算。
根据本发明另外的实施例，血液成分分离装置还将抽取的血液分离成除第一血液成分和第二血液成分以外的第三血液成分。第一血液成分可以是血小板，第二血液成分可以是红血细胞，而第三血液成分可以是血浆。某些实施例中，实时确定对象接入压力。
根据本发明的其它实施例，一种用于采集和交换血液成分的血液处理装置可包括静脉接入装置和血液成分分离装置。该装置可利用静脉接入装置从对象抽取全血并将不用的血液成分输回对象。血液成分分离装置可将抽取的全血分离成第一血液成分和第二血液成分，并可将第二血液成分送至第二血液成分贮存容器。
血液处理装置还可具有回输管路和抽取管路。回输管路流体连接静脉接入装置和血液成分分离装置，并可用于将第一血液成分输回对象。抽取管路也流体连接静脉接入装置和血液成分分离装置，并可用于从对象抽取全血，并将全血抽入血液成分分离装置中。
血液处理装置还可具有位于回输管路上的第一压力传感器以及位于抽取管路上的第二压力传感器。每个传感器可定位在血液成分分离装置与静脉接入装置之间它们各自的管路上，并可测量压力。连接至回输管路的泵可基于对象接入压力来控制回输流速，而对象接入压力基于传感器测量的压力进行确定。
根据本发明的其它实施例，一种利用血液处理设备采集和交换血液成分的方法可包括将静脉接入装置插入对象，并经由抽取管路从对象抽取血液。该方法然后可利用血液成分分离装置将抽取的血液分离成第一血液成分和第二血液成分。一旦将血液分离成成分，该方法就可从血液成分分离装置提取第二血液成分，并经由回输管路将第一血液成分输回对象。
方法还可分别利用第一传感器和第二传感器测量第一压力和第二压力。可将第一压力传感器定位在静脉接入装置与血液成分分离装置之间的回输管路上。可将第二压力传感器定位在静脉接入装置与血液成分分离装置之间的抽取管路上。然后，该方法可基于利用第一压力和第二压力确定的对象接入压力来控制流速。
附图说明
结合参考附图参阅以下详细说明之后，将能更容易地理解本发明的前述特征，所述附图中：
图1A示出了根据本发明实施例的单采血液成分系统的示意图；
图1B示出了根据本发明实施例的单采血液成分系统的备选实施例的示意图；
图1C示出了根据本发明实施例的单采血液成分系统的另一备选实施例的示意图；
图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例，用于图1A的单采血液成分系统的一次性系统；
图3示意性地示出了根据本发明实施例，用于图1A的单采血液成分系统的血液成分分离装置的侧视图；
图4示出的流程图显示了根据本发明一个实施例，使用图1A的单采血液成分系统的方法的步骤；
图5示出的流程图显示了根据本发明另一实施例，使用图1A的单采血液成分系统的第二种方法的步骤。
具体实施方式
本发明的实施例提供了一种用于执行血液单采血液成分程序的系统和方法。本发明的具体实施例优化了从对象抽取全血以及将未收取或未处理的血液成分输回对象。该方法和系统可利用抽取管路和/或回输管路上的多个压力传感器来确定对象接入点上的压力，并基于此压力控制系统内的流体流动。下面将论述说明性实施例的细节。
如图1A和图2所示，且如上所述，根据本发明实施例的单采血液成分系统10利用抽取泵P1经由静脉接入装置24从对象抽取全血。静脉接入装置24可以是能进入对象静脉的任意数量的装置，包括但不限于静脉放血针。随着系统10从对象抽取全血，血液经过抽取/回输管路28，并进入血液成分分离装置11，如标准Latham式离心机。血液成分分离装置11将全血分离成其组成成分(例如红血细胞、白血细胞、血浆和血小板)。尽管前面提到Latham式离心机，但也可使用其它类型的分离室和分离装置，例如但不限于通过引用并入本文的美国专利No.4,983,156和No.4,943,273所述的整体吹塑成型离心转筒。
随着系统10从对象抽取全血，系统10可将抗凝血剂引入抽取的全血中，以防止血液在管路内或血液成分分离装置11内凝结。为此，系统10可包括抗凝血剂管路32，抗凝血剂管路的一端与抗凝血剂源16(例如抗凝血剂袋)流体连接，而另一端与静脉接入装置24(或通过Y形连接器30与抽取/回输管路28)流体连接。抗凝血剂管路32所经过的抗凝血剂泵P3可控制抗凝血剂管路32内的抗凝血剂的流动以及被引入全血的抗凝血剂的量。尽管能在任意点将抗凝血剂添加到全血中，但优选的是尽量靠近静脉接入装置24引入抗凝血剂。
抗凝血剂管路32还可包括防止抗凝血剂源16、抗凝血剂或抗凝血剂管路32中的任何细菌进入系统10和/或对象的滤菌器F2。另外，抗凝血剂管路32可包括检测抗凝血剂内的空气的存在的空气检测器D3。系统10的任何管路内存在气泡都会对系统10的运行造成问题，而且如果气泡进入血流中还可能对对象造成伤害。因此，可将空气检测器D3连接至联锁装置，该联锁装置在检测到气泡的情况下阻止抗凝血剂管路32内的流动(例如通过停止抗凝血剂泵P3或者关闭抗凝血剂管路32上的阀门)，从而防止气泡进入对象。
一旦从对象抽取到所需量的抗凝全血，并将其容纳在血液成分分离装置11中，血液成分分离装置11就将全血分离成若干血液成分。例如，血液成分分离装置11可将全血分离成第一、第二第、或许还有第四血液成分。更明确地说，血液成分分离装置150能将全血分离成血浆、血小板、红血细胞、可能还有白细胞。
如图3所示，采用Latham离心机11时，血液成分分离装置11包括可旋转的转筒12以及通过旋转式密封件74与转筒内部流体联接的固定入口和出口PT1和PT2。抽取/回输管路28流体连接静脉接入装置24(例如静脉放血针)和入口PT1。某些实施例中，如果先汇集后供应全血，则可用全血袋(未示出)来代替静脉接入装置24。在此类实施例中，抽取管路28将使得全血袋与入口PT1流体连接。
如上所述，血液成分分离装置11将全血分离成其组成成分。具体而言，随着转筒12旋转，离心力将进入转筒底部的抗凝全血分离成红血细胞(RBC)、白血细胞(WBC)、血小板和血浆。转筒12的转数可在例如4,000至6,000rpm的范围内选择，且通常为4,800rpm。根据成分密度将血液分离成不同级分。较高密度成分，即RBC60被推向转筒12的外壁70，同时较低密度的血浆66位于芯72附近。在血浆66与RBC60之间形成棕黄层61。棕黄层61由血小板的内层64、血小板和WBC的过渡层68以及WBC的外层62组成。血浆66是从分离区起最接近出口的成分，并且是随着添加的抗凝全血经由入口PT1进入转筒12，通过出口PT2从转筒12排出的第一流体成分。
系统10还可包括可施加到转筒12肩部的光学传感器21。光学传感器21在血液成分从转筒12的外壁70朝芯72逐渐共轴前进时监测每层血液成分。可将光学传感器21安装在能检测达到特定半径的棕黄层的位置，且可响应所述检测而结束从供体401抽取全血的步骤以及将全血引入转筒402中的步骤。
一旦血液成分分离装置11已将血液分离成各种成分，就可将一种或多种成分从血液成分分离装置11中移出。例如，可经由管路37(图1A和图2)将血浆移动到血浆袋18或废液袋(未示出)。或者，可将血浆移动到位于抽取/回输管路28上的血浆贮存器(未示出)，或可通过管路35将白血细胞(WBC)移动到一个或多个白血细胞袋22。系统10的某些实施例可包括测量采集的血浆量的重量传感器33。尽管未示出，但血小板袋20和白血细胞袋22可包括类似的重量传感器。随后，可通过管路40和再循环泵P2以渐增的速率将移出的血浆再次引入血液成分分离装置11，以提取血小板，并通过管路39将血小板送至血小板袋20。此处理叫作浪涌淘析(surge elutriation)。
某些实施例中，系统10还可包括管路传感器14，该管路传感器可确定离开血液成分分离装置的流体(例如血浆、血小板、红血细胞等等)的种类。具体而言，管路传感器14由LED和光电探测器组成，LED发光透过离开转筒12的血液成分，而光电探测器接收透过成分的光。光电探测器接收到的光量与经过管路的流体密度彼此相关。例如，如果血浆离开转筒12，则管路传感器14在离开转筒12的血浆因血小板而变得混浊(例如离开转筒12的流体从血浆变成血小板)时能够检测出。然后，系统10可利用此信息停止移除转筒12中的血液成分，或者例如通过关闭阀门V2和打开阀门V3改变流动的方向。
一旦系统将所需成分从成分分离装置11移出，系统10就可将剩余成分输回对象。该系统可利用抽取/回输泵P1通过抽取/回输管路28将成分输回对象，抽取/回输管路如上所述地流体连接血液成分分离装置11和静脉接入装置24。或者，如果如此配备系统11，则系统可通过专用回输管路27将成分输回对象，如图1B所示。与抗凝血剂管路32和抽取/回输管路28一样，专用回输管路27还可具有控制回输管路内流体流动的方向、速率和时长的专用回输泵P5。在这样的实施例中，回输管路27还于回输泵P5与静脉接入装置24之间的位点处与静脉接入装置24流体连接。另外，此类实施例中，系统10还将具有专用抽取管路29和抽取泵P4。某些实施例中，系统10还可包括联锁装置，该联锁装置在系统将第一血液成分输回对象时停止从对象抽取全血。
如图1A所示以及上面的简述，系统10可具有位于整个系统内的多个阀门，以控制系统10内的流体流动。例如，抽取/回输管路28可包括打开时允许流过管路且关闭时阻止流动的阀门V1。另外，分别通向白血细胞、血浆和血小板袋的管路35、37和39可具有至少一个阀门V2、V3、V4和V5(例如，管路37具有位于血浆袋18的入口处的阀门V2以及位于血浆袋18出口处的阀门V5，而管路39具有位于血小板袋20入口处的阀门V3)。另外，血液成分分离装置11的入口可具有阀门(未示出)，这些阀门允许或阻止流向或流自血液成分分离装置11的流动。上述任意阀门可手动或自动。换言之，在满足特定条件时，阀门可由用户/技术人员手动操作，或者由例如控制器自动操作(例如下面将作描述的，在抽取管路/回输管路28中检测到空气时关闭阀门V1)。
与抗凝血剂管路32一样，抽取/回输管路28还可包括多个传感器、过滤器和检测器，用以确保对象的安全性和最优化的系统操作。具体而言，如图1A所示，抽取/回输管路28可包括空气检测器D1和D2，用以检测管路28内空气的存在。空气检测器D1和D2可连接至联锁装置，该联锁装置在检测器D1和D2检测到空气时，阻断抽取/回输管路28中的流动(例如通过停止抽取/回输泵P1或关闭阀门V1)。另外，抽取管路28可包括血液过滤器F1，该血液过滤器除去可能存在于抽取的血液或回输成分中的任何细菌、污染物或微粒。系统10还可包括监测系统10内压力水平的系统压力监测器(SPM)M3。与以下将作更详细描述的第一和第二压力监测器M1和M2一样，系统压力监测器M3可包括连接至管路36(例如从血液成分分离装置11引出的管路)的采样管路208(图2)。
如上所述，系统从对象抽取血液时的压力和流速，以及系统将未收取的成分输回对象时的速率不仅对程序的整体时间和效率至关重要，而且对对象的安全也至关重要。如果压力和流速过低，则程序将耗去比所需更长的时间，从而增加对象的不舒适度。但是，如果压力和流速过高，则对象可能会遭到诸如静脉损伤的问题。为此，本发明的实施例包括监测抽取/回输管路28(或专用回输管路27和专用抽取管路29)内压力的压力监测器M1和M2。
与只在单一点监测回输压力的现有技术系统不同，如上所述的本发明实施例在两个位置监测回输压力。某些实施例中，系统10可利用压力传感器M1和M2的压力测量结果来控制流速，并将压力保持在所需范围内。此外或代替地，系统10还可利用此压力信息来获得静脉接入装置24处压力的精确测量(例如对象接入压力)。
在具有共用抽取/回输管路28的实施例中，可将第一压力传感器M1定位在静脉接入装置24与血液成分分离装置11之间的抽取/回输管路28上。可将第二压力传感器M2定位于静脉接入装置24与第一压力传感器M1之间。可将第一和第二压力传感器M1和M2直接定位在抽取管路/回输管路28上，或它们可以通过采样管路204和206分别连接至抽取/回输管路28。由此，系统10能利用来自M1和M2的压力测量值以及抽取/回输管路28的部分A(例如静脉接入装置24与第二压力传感器M2之间的部分)和抽取/回输管路28的部分B(例如压力传感器M1和M2之间的部分)的特征(例如长度、内径和构造材料等等)来计算对象接入压力。具体而言，系统10可利用管路部分A和B的已知特征来计算每部分的阻力。由于在开始处理之前就已知管路特征，因此，系统或操作人员可预先计算阻力。
然后，系统可根据下文将作更详细说明的方程式，实时计算对象接入压力。重要的是注意系统所使用的方程式取决于系统是否执行抽取步骤或回输步骤。
例如，在抽取步骤期间，系统可使用以下方程式：Pv＝PM2-PHM2+(RA/RB)*((PM2-PHM2)-(PM1-PHM1))
相反，在抽取步骤期间，系统可使用以下方程式：Pv＝PM2-PHM2-(RA/RB)*((PM1-PHM1)-(PM2-PHM2))
其中，
RA＝管道部分A(例如包括至传感器M2的针头、针头管路和抽取/回输管路28)中的流阻；
RB＝管道部分B(例如包括传感器M1和M2之间的抽取/回输管路28)中的流阻；以及
PHM1和PHM2＝PM1和PM2分别与静脉接入装置24和压力传感器M1和M2之间的高度差有关的部分。
尽管压力传感器M1和M2在上文描述为定位在同一管路(例如抽取/回输管路28)上，但也可将压力传感器M1和M2定位在不同管路上。例如，如图1B所示，如果系统10具有带抽取泵P4的专用抽取管路29以及带回输泵P5的专用回输管路27(如上所述)，则可将压力传感器M1和M2定位在分开的管路上。例如，可将压力传感器M1定位在回输管路27上，而可将压力传感器M2定位在抽取管路29上。此类实施例中，部分A位于静脉接入装置24与连接器30之间。但是，部分B的位置取决于确定对象接入压力是用于抽取步骤还是回输步骤。具体而言，在抽取步骤过程中，部分B(图1B中显示为BD)位于连接器30和压力传感器M2之间。或者，在回输步骤过程中，部分B(图1B中显示为BR)位于连接器30和压力传感器M1之间。
除改变部分A和B的位置以及压力传感器M1和M2的位置以外，具有专用回输管路27和专用抽取管路29的系统还必须利用不同方程式来确定对象接入压力。另外，与只具有抽取/回输管路28的系统类似，该系统所使用的方程式取决于系统执行抽取步骤还是回输步骤。例如，在抽取步骤过程中，系统能根据以下方程式确定对象接入压力：
Pv＝PM1-PHM1+rD/RD*[(PM1-PHM1)-(PM2-PHM2)]，其中，
R为供体管路(例如部分BD)的流阻，
r为针头和针管(例如部分A)的流阻，以及
PHM2和PHM1分别表示PM2和PM1与静脉穿刺和压力传感器之间的高度差有关的部分。
相反，在回输步骤过程中，系统能根据以下方程式确定对象接入压力：
Pv＝PM2-PHM2-rR/RR*[(PM1-PHM1)-(PM2-PHM2)]，其中，
R为供体管路(例如部分BR)的流阻，
r为针头和针管(例如部分A)的流阻，以及
PHM2和PHM1分别表示PM2和PM1与静脉穿刺和压力传感器之间的高度差有关的部分。
重要的是注意在满足针对针头与针管(例如位于针尖与连接器30之间的管道部分)中存在的压力损失而矫正PDPM2的特定条件时，可使用以上方程式。具体而言，在(1)该一次性装置已知，以至于阻力r和R已知，(2)针头阻力r或r/R的比例在抽取和回输步骤中不同，(3)整个供体管路(例如DPM1和DPM2管路)充满可认为具有均匀粘度的流体，和(4)静脉接入装置24与压力传感器M1和M2的相对位置已知从而限定了PHDPM1和PHDPM2时，满足条件。
重要的是注意在抽取处理过程中，通常不必在意流体粘度的任何差异。具体说，这是因为抽取过程中的处理流体的性质总是全血或抗凝全血。因此，通常满足上述条件(3)。但是，在回输处理过程中，第一压力传感器(例如M1)处的流体可不同于第二压力传感器(例如M2)处的流体。例如，全血可位于第一压力传感器M1，而集中的红细胞可位于第二压力传感器。压力传感器处的流体差别可能由任意数量的各种因素导致。例如，靠近一个传感器的管路部分可含有来自先前处理(例如抽取处理或更早的回输处理)的流体。此外或代替地，流体的差别可能在离开分离装置的流体的特征发生改变时(例如流体从一种血液成分变成另一种血液成分)产生。在任一种情况下，都存在第一传感器M1和第二传感器M2感测到不同流体并因此可能感受到不同粘度的时间段(例如流体在传感器之间行进所需的时间)。
部分由于能实时确定压力，因此，本发明的实施例能检测和补偿管路中的流体粘度变化。例如，系统的实施例可通过对具有阻力r的管路部分施加变化来补偿具有阻力R的管路部分内的粘度和流体变化。在数学简化形式下，没有满足条件(3)时，方程式可变成：
Pv(t)＝PM2(t)-PHM2-rR/RR*[(PM1(t-Δt)-PHM1)-(PM2(t-Δt)-PHM2)]/流量(t-Δt)x流量(t)，其中，可将Δt广义定义为粘度改变的流体从阻力为R的管路部分行进至阻力为r的管路部分所需的时间。
因此，系统10能实时精确测量对象接入压力，而不用知道管路28内的流体流速或流体粘稠度。系统10则可基于来自压力传感器M1和M2的压力测量值或计算出的对象接入压力来控制经过抽取/回输管路28(或者抽取管路29和回输管路27)的流速。通过以此方式控制流速，系统10能将压力保持在所需的操作范围内。可基于多种因素确定操作范围，所述因素包括但不限于静脉接入装置24的大小、对象特征(年龄、身高、体重、健康等等)、静脉接入装置24的位置(例如插入静脉的位置)、袖口压力以及系统特征。这使得系统以最佳流速运行(例如，抽取全血时的流速以及将成分输回对象时的流速)，而不会将对象置于静脉损伤或者其它并发症的风险下。
如图1A-C以及图2所示，且如上所述，系统10包括通向每个系统部件和从每个系统部件发出的许多管路。在很多情况下，多个管路引入单个管路。在这样的情况下，系统10可包括用以连接管路的管路连接器。管路连接器可以是Y形连接器，例如将抗凝血剂管路32与抽取/回输管路28相连的连接器30，以及将发自血浆袋18的管路40与抽取/回输管路28相连的连接器91(y形连接器的出口是引向PT1的管路41)。或者，连接器可以是T形连接器，例如将管路37和39与管路36相连的连接器92，以及将用于系统压力监测器M2的采样管路208与管路36相连的连接器26。
图4示意性地示出了描述使用上述双压力传感器单采血液成分系统的方法的流程图。具体而言，该方法首先将静脉接入装置24插入对象(步骤410)，然后开始经由抽取/回输管路28(或者抽取管路29)抽取全血(步骤420)。如上所述，抽取泵P1控制抽取/回输管路28内的流动的方向、速率和时长。随着系统10从对象抽取全血，抗凝血剂泵P3通过抗凝血剂管路32将抗凝血剂从抗凝血剂源16引入全血中。如上所述，抗凝血剂防止全血在系统内凝结。
一旦抗凝的全血到达血液成分分离装置11，血液成分分离装置11就如上所述分层有向地将血液分离成组成成分(例如红血细胞、血浆、血小板和白血细胞)(步骤430)。然后，操作系统的技术人员可提取一种或多种成分(提取的成分取决于程序的目的)(步骤440)，并将剩余的血液成分输回对象(步骤450)。随着方法10将成分输回对象，方法还可利用压力传感器M1和M2在两个位点测量抽取/回输管路28(或者回输管路27)内的压力(步骤460和470)。如果第一和第二压力处于适当范围内(步骤480)，系统10就是以安全而最优的流速运行，且系统10能保持当前的流速(步骤482)。如果第一和第二压力在所需范围之外，则系统能调节流速，使得压力处于范围内(步骤484)。例如，如果压力低，则系统10能(例如通过增大抽取泵P1的速度)增大流速，从而使流速最优化。或者，如果压力超过所需范围，则系统10能(例如通过减小抽取泵P1的速度)减小流速，从而使流速和压力对于对象是安全的。
根据其它实施例，如图5所示，使用双压力单采血液成分的方法还可包括几个其它任选步骤。具体而言，如上所述，在测得第一压力(步骤460)和第二压力(步骤470)之后，系统10可利用测得的压力来计算对象接入压力(步骤510)。然后，方法可确定对象接入压力是否处于所需的范围内(步骤520)。如果对象接入压力处于范围内，该方法能保持抽取/回输管路28(或者抽取管路29和回输管路27)内的流速(步骤530)，因为该流速对于对象是安全的，而且也是最佳的。如果对象接入压力在范围之外，则方法能调节流速，使得压力处于范围之内(步骤540)。例如，如果压力低，则系统10能(例如通过增大抽取泵P1的速度)增大流速，从而使流速最优。或者，如果压力超过所需范围，则系统10能(例如通过减小抽取泵P1的速度)减小流速，从而使流速和压力对于对象是安全的。
应注意的是，系统的所有部件应由与其接触的物质相容的适当材料制成。例如，抽取/回输管路28、抽取管路29、回输管路27以及管路36、37和40应与血液和血液成分相容。另外，血小板袋20和血浆袋18应分别与血小板和血浆相容。同样，抗凝血剂管路32应与抗凝血剂相容。
尽管以上讨论公开了本发明的各种示例性实施例，但很显然，本领域的技术人员可在不背离本发明的真实范围的前提下做出实现本发明某些优点的各种修改。

Claims (30)

1.一种用于采集和交换血液成分的血液处理装置，其包括：
静脉接入装置，用于从对象抽取全血，并将不用的血液成分输回所述对象；
血液成分分离装置，用于将抽取的全血分离成第一血液成分和第二血液成分，所述血液成分分离装置被构造成将所述第二血液成分送至第二血液成分贮存容器；
抽取/回输管路，流体连接所述静脉接入装置和所述血液成分分离装置，用于从对象抽取全血和将所述第一血液成分输回所述对象；
第一压力传感器，位于所述血液成分分离装置与所述静脉接入装置之间的抽取/回输管路上，用于确定所述抽取/回输管路内的第一压力；
第二压力传感器，位于所述第一压力传感器与所述静脉接入装置之间的抽取/回输管路上，用于确定所述抽取/回输管路内的第二压力；以及
泵，连接至所述抽取/回输管路，用于控制所述抽取/回输管路内的流速，所述泵根据基于所述第一压力和第二压力确定的对象接入压力来控制流速。
2.根据权利要求1所述的血液处理系统，其中所述静脉接入装置还可用于将补偿流体输回对象。
3.根据权利要求1所述的血液处理系统，其中所述血液成分分离装置是离心转筒。
4.根据权利要求1所述的血液处理系统，其还包括抗凝管路，用于在靠近所述静脉接入装置处将抗凝血剂引入抽取的血液中。
5.根据权利要求1所述的血液处理系统，其还包括位于所述血液成分分离装置与所述静脉接入装置之间的抽取/回输管路上的阀门，所述阀门停止所述抽取/回输管路内的流动。
6.根据权利要求1所述的血液处理装置，其中所述对象接入压力还基于所述抽取/回输管路的第一部分的至少一个特征以及所述抽取/回输管路的第二部分的至少一个特征，其中所述第一部分在所述第一和第二压力传感器之间，而所述第二部分在所述第二压力传感器与所述静脉接入装置之间。
7.根据权利要求6所述的血液处理装置，其中所述抽取/回输管路的第一部分的至少一个特征以及所述抽取/回输管路的第二部分的至少一个特征选自长度、内径和构造材料。
8.根据权利要求6所述的血液处理装置，其中还基于所述抽取/回输管路的第一部分内的第一流阻对所述流速进行控制，基于所述抽取/回输管路的第一部分的至少一个特征计算所述第一流阻。
9.根据权利要求8所述的血液处理装置，其中还基于所述抽取/回输管路的第二部分内的第二流阻对所述流速进行控制，基于所述抽取/回输管路的第二部分的至少一个特征计算所述第二流阻。
10.根据权利要求1所述的血液处理装置，其中，除所述第一血液成分和所述第二血液成分以外，所述血液成分分离装置还将抽取的血液分离成第三血液成分。
11.根据权利要求10所述的血液处理装置，其中所述第一血液成分是红血细胞，所述第二血液成分是血小板，而所述第三血液成分是血浆。
12.根据权利要求1所述的血液处理装置，其中所述对象接入压力是实时确定的。
13.根据权利要求1所述的血液处理装置，其还包括联锁装置，所述联锁装置在将所述第一血液成分输回所述对象时停止从所述对象抽取全血。
14.根据权利要求1所述的血液处理装置，其中所述流速是抽取流速和回输流速中的至少一种。
15.一种利用血液处理设备采集和交换血液成分的方法，包括：
将静脉接入装置插入对象，所述静脉接入装置与血液分离装置流体连接；
从所述对象抽取血液，从而在所述血液成分分离装置中采集抽取的血液用于处理；
利用所述血液成分分离装置将抽取的血液分离成第一血液成分和第二血液成分；
从所述血液成分分离装置提取所述第二血液成分；
经由抽取/回输管路将所述第一血液成分输回所述对象；
利用第一压力传感器测量所述抽取/回输管路内的第一压力，所述第一压力传感器位于静脉接入装置与所述血液成分分离装置之间的抽取/回输管路上；
利用第二压力传感器测量所述抽取/回输管路内的第二压力，所述第二压力传感器位于静脉接入装置与第一压力传感器之间的抽取/回输管路上；
基于利用所述第一压力和所述第二压力确定的对象接入压力来控制所述抽取/回输流体管路内的流速。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括经由抗凝血剂管路将抗凝血剂引入抽取的血液中。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述血液成分分离装置是离心转筒。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述抽取/回输管路包括位于所述血液成分分离装置与所述静脉接入装置之间的阀门，所述阀门停止所述抽取/回输管路内的流动。
19.根据权利要求15所述的方法，其中还利用所述抽取/回输管路的第一部分的至少一个特征以及所述抽取/回输管路的第二部分的至少一个特征来确定所述对象接入压力，其中所述第一部分在所述第一和第二压力传感器之间，而所述第二部分在所述第二压力传感器与所述静脉接入装置之间。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述抽取/回输管路的第一部分的至少一个特征以及所述抽取/回输管路的第二部分的至少一个特征选自长度、内径和构造材料。
21.根据权利要求19所述的方法，其中还基于所述抽取/回输管路的第一部分内的第一流阻来控制流速，基于所述抽取/回输管路的第一部分的至少一个特征计算所述第一流阻。
22.根据权利要求19所述的方法，其中还基于所述抽取/回输管路的第二部分内的第二流阻来控制流速，基于所述抽取/回输管路的第二部分的至少一个特征计算所述第二流阻。
23.根据权利要求15所述的方法，其中除所述第一血液成分和所述第二血液成分以外，所述血液成分分离装置还将抽取的血液分离成第三血液成分。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一血液成分是红血细胞，所述第二血液成分是血小板，而所述第三血液成分是血浆。
25.根据权利要求15所述的方法，其中实时确定所述对象接入压力。
26.根据权利要求15所述的方法，其中所述流速是抽取流速和回输流速中的至少一种。
27.一种用于采集和交换血液成分的血液处理装置，包括：
静脉接入装置，用于从对象抽取全血，并将不用的血液成分输回对象；
血液成分分离装置，用于将抽取的全血分离成第一血液成分和第二血液成分，所述血液成分分离装置被构造成将所述第二血液成分送至第二血液成分贮存容器；
回输管路，与所述静脉接入装置和所述血液成分分离装置流体连接，用于将所述第一血液成分输回对象；
抽取管路，与所述静脉接入装置和所述血液成分分离装置流体连接，用于从对象抽取全血并将全血抽入所述血液成分分离装置中；
第一压力传感器，位于所述血液成分分离装置与所述静脉接入装置之间的回输管路上，用于确定第一压力；
第二压力传感器，位于所述血液成分分离装置与所述静脉接入装置之间的抽取管路上，用于确定第二压力；以及
第一泵，连接至所述回输管路和所述抽取管路中的至少一个以控制所连接的管路内的流速，所述泵根据基于所述第一压力和第二压力确定的对象接入压力来控制流速。
28.根据权利要求27所述的血液处理装置，其中所述第一泵连接至所述回输管路并控制回输流速。
29.根据权利要求28所述的血液处理装置，其还包括：
第二泵，连接至所述抽取管路以控制所述抽取管路内的抽取流速，所述第二泵根据基于所述第一压力和第二压力确定的对象接入压力来控制抽取流速。
30.一种利用血液处理设备采集和交换血液成分的方法，包括：
将静脉接入装置插入对象，所述静脉接入装置与血液分离装置流体连接；
经由抽取管路从所述对象抽取血液，从而在所述血液成分分离装置中采集抽取的血液用于处理；
利用所述血液成分分离装置将抽取的血液分离成第一血液成分和第二血液成分；
从所述血液成分分离装置提取所述第二血液成分；
经由回输管路将所述第一血液成分输回所述对象；
利用第一压力传感器测量第一压力，所述第一压力传感器位于所述静脉接入装置与所述血液成分分离装置之间的回输管路上；
利用第二压力传感器测量第二压力，所述第二压力传感器位于所述静脉接入装置与所述血液成分分离装置之间的抽取管路上；以及
基于利用所述第一压力和第二压力确定的对象接入压力来控制流速。
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